Seattle Fault Zone, jaringan patahan dangkal yang mengancam wilayah Puget Sound, mempunyai kisah asal usul baru berdasarkan penelitian yang diterbitkan di Tectonics yang menunjukkan bahwa itu terbentuk sekitar 55 juta tahun yang lalu sebagai akibat dari deformasi tektonik. Mengungkap interaksi kuno pulau vulkanik tersebut dengan lempeng Amerika Utara, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pemodelan bahaya di wilayah padat penduduk.
Bukti magnetis menunjukkan bahwa zona sesar Seattle yang berbahaya mungkin berasal dari terbelahnya tepi benua menjadi setengahnya lebih dari 50 juta tahun yang lalu, sehingga memberikan kemungkinan penjelasan baru mengenai asal muasal sesar tersebut.
Zona Sesar Seattle terdiri dari serangkaian sesar dangkal yang melintasi dataran rendah Puget Sound yang menimbulkan risiko gempa bumi dahsyat bagi lebih dari empat juta penduduk di wilayah tersebut. Sebuah studi baru-baru ini menawarkan wawasan baru mengenai pembentukan awal sistem patahan, yang bertujuan untuk meningkatkan prediksi dan pemahaman tentang potensi bahaya di wilayah padat penduduk ini. Studi ini dipublikasikan di Tektonikjurnal AGU untuk penelitian yang meneliti evolusi, struktur, dan perubahan kerak bumi dan mantel atas.
Sesar Seattle aktif saat ini karena gaya-gaya yang bekerja di daerah tersebut akibat deformasi tektonik yang sedang berlangsung baik di barat maupun di selatan, namun hal ini tidak selalu terjadi. Washington tampak berbeda pada masa Eosen dibandingkan saat ini, dengan garis pantai jauh di sebelah timur tempat Seattle saat ini dan rangkaian pulau vulkanik menghiasi cakrawala di lepas pantai.
Studi tersebut menunjukkan bahwa sekitar 55 juta tahun yang lalu, rangkaian pulau ini ditarik ke arah benua. Ketika menghantam lempeng Amerika Utara, sebagian darinya naik ke atas dan menembus kerak bumi, sementara sisanya diserap di bawahnya. Di antara kedua bagian ini, kulit kayu akan mendapat tekanan besar dan robek. Penulis penelitian berhipotesis bahwa zona robekan kuno ini menentukan tahapan geologis bagi patahan Seattle modern.
“Ini benar-benar kejutan,” kata Megan Anderson, ahli geofisika dari Washington Geological Survey dan penulis utama studi tersebut. “Awalnya kami tidak menginginkannya, namun hasil kami memperkirakan adanya patahan kuno yang besar di mana patahan Seattle berada saat ini.”
Zona patahan Seattle modern membentang langsung melalui Dataran Rendah Puget yang padat penduduk, termasuk Seattle dan wilayah metronya. Lima puluh juta tahun yang lalu, benua ini terbelah menjadi dua, menciptakan landasan geologis bagi patahan modern, menurut sebuah studi tektonik baru. Kredit: Survei Geologi Washington.
Sebuah misteri besar
Pacific Northwest terletak tepat di pedalaman zona subduksi Cascadia, tempat kerak samudera yang tebal menunjam ke bawah benua. Pada tahun 1700, pecahnya zona subduksi sepanjang 1.000 kilometer (620 mil) menghasilkan gempa bumi besar berkekuatan 8,7 hingga 9,2 skala Richter; gempa bumi yang lebih kecil mengguncang wilayah ini sepanjang abad ke-20 dan yang terbaru selama gempa bumi Nisqually tahun 2001. Patahan Seattle sebagian besar pecah pada tahun 923-924 M berdasarkan tradisi lisan masyarakat adat setempat dan bukti geologi di sepanjang pantai Puget Sound.
Meskipun terdapat aktivitas seismik di wilayah tersebut, para ilmuwan baru mulai mempelajari secara serius zona patahan Seattle pada tahun 1990an.
“Ada lebih banyak ketidakpastian mengenai patahan Seattle dibandingkan, katakanlah, patahan San Andreas,” kata Anderson. “Patahan di Seattle dapat menghasilkan gempa berkekuatan 7,2 skala richter, dan kami ingin bersiap menghadapi hal tersebut.” Kami masih harus banyak belajar sehingga ahli geologi dapat melakukan simulasi gempa bumi dengan lebih baik dan memahami potensi risiko terhadap komunitas kami.”
Penelitian sebelumnya untuk menentukan geometri patahan Seattle di kedalaman terutama mengandalkan data seismik, yaitu gelombang suara yang merambat dan memantulkan lapisan batuan bawah tanah. Data tersebut mengungkapkan patahan dan struktur geologi yang ditafsirkan secara berbeda oleh seismolog dan ahli geologi. Mereka mengetahui bahwa daerah tersebut memiliki zona patahan yang besar, namun para ilmuwan menyarankan berbagai cara untuk menghubungkan bagian-bagian patahan tersebut, seberapa dalam patahan tersebut, dan seberapa curam patahan tersebut menembus batuan dasar.
Anderson dan rekan penulisnya mulai menguji hipotesis yang ada tentang geometri zona patahan dengan memetakan batuan dasar yang dalam di bagian barat Washington dan menciptakan gambaran yang lebih lengkap tentang struktur geologi wilayah tersebut. Gravitasi dan medan magnet di permukaan bumi bervariasi tergantung pada kepadatan dan komposisi batuan, sehingga Anderson mengumpulkan data ini untuk wilayah barat Washington dan memasangkannya dengan data seismik. Para peneliti juga mengumpulkan sampel batuan dari formasi geologi yang sesuai dengan berbagai bagian patahan kuno dan sistem pegunungan.
Data magnetik yang dikumpulkan dari udara (warna latar belakang) di bagian barat Washington mengungkapkan bahwa patahan (garis hitam) di kedua sisi patahan Seattle modern berorientasi ke arah yang berbeda, menunjukkan adanya keterputusan utara-selatan yang signifikan. Para penulis hipotesis studi tektonik baru mungkin telah menciptakan keretakan besar antara material subduksi dan subduksi (tenggelam dan terakumulasi) akibat tegangan. Kredit: diadaptasi dari Anderson et al./Tectonics
Para peneliti menggunakan model komputer untuk menentukan hipotesis mana, jika ada, yang sesuai dengan data gravitasi, magnet, dan seismik. Data gravitasi tidak menunjukkan pola yang rumit, namun data magnetik mengungkapkan kunci data seismik rahasia yang hilang: jauh di dalam kerak bumi, batuan dasar terus-menerus berganti-ganti antara magnet yang semakin besar dan semakin kecil, menunjukkan adanya lapisan miring dari jenis batuan yang berubah. Dan dalam tampilan peta, fitur-fitur di kedua sisi zona sesar Seattle terpisah; di utara zona sesar Seattle, strukturnya menukik ke utara-barat laut, sedangkan di selatan berorientasi utara-timur laut.
Orientasi yang canggung ini membuat Anderson terdiam; mereka menyarankan adanya barisan pegunungan kuno, namun untuk memverifikasi hal ini Anderson perlu membandingkan data peta dengan batuan yang lebih dalam. Untuk menghubungkan penggambaran peta dengan geologi batuan dasar yang diketahui dan lebih dalam, Anderson memodelkan profil vertikal batuan di bawah tanah dan menemukan bahwa beberapa struktur ini juga memiliki orientasi berbeda di bawah tanah.
“Ini semua adalah orientasi yang sangat berbeda,” kata Anderson. “Sangat sulit untuk melakukan hal itu kecuali ada tempat di mana struktur-struktur tersebut terputus satu sama lain dan kemudian dimulai kembali.”
Anderson menemukan kemungkinan penjelasan baru tentang sejarah awal Seattle Fault Zone dan mengapa zona tersebut diaktifkan kembali saat ini.
Retakan pada kontinum kerak bumi
Data menunjukkan bahwa sekitar 55 juta tahun yang lalu, ketika zona subduksi menarik rangkaian pulau-pulau samudera, separuh bagian utara rangkaian pulau tersebut tersubduksi, namun separuh bagian selatan ditambahkan ke kerak atas, atau diobduksi. Selama beberapa juta tahun, ketika pulau-pulau tersebut diblokir, pulau-pulau tersebut runtuh menjadi sabuk pegunungan yang terlipat dan membentang dengan topografi yang mirip dengan Pegunungan Blue Ridge di Appalachia saat ini.
Zona di mana pulau-pulau berubah dari subduksi ke akresi akan mengalami tekanan yang luar biasa dan terkoyak.
“Perobekan ini akan terjadi secara perlahan dan berkelanjutan, hampir seperti kerak bumi yang membuka dirinya sendiri,” kata Anderson. “Seiring dengan perkembangannya, kesalahan robekan menjadi semakin lama.
Dan area “sobek” ini bertumpang tindih sempurna dengan zona patahan Seattle modern.
Perobekan yang hebat akan berhenti setelah pulau-pulau tersebut sampai ke benua tersebut, namun kerusakan telah terjadi. Zona keretakan yang intens menghasilkan kerak yang terfragmentasi dan melemah, sehingga menjadi tahap geologi bagi Zona Sesar Seattle modern.
Selain menawarkan kemungkinan penjelasan mengapa zona patahan itu ada, hasil studi geometri patahan kuno dan struktur geologi Washington memberikan rincian berharga tentang batuan dasar di bawah dan di dalam Cekungan Seattle. Cekungan ini dipenuhi dengan batuan sedimen lepas berkilo-kilometer yang memperkuat guncangan seismik tanah, dan data baru ini dapat membantu para ilmuwan menciptakan model guncangan tanah di masa depan yang lebih akurat di wilayah tersebut.
Anderson bersemangat menggunakan temuannya untuk mempelajari patahan aktif di bagian barat Washington.
“Kisah tektonik tersembunyi ini sangat menyenangkan untuk ditemukan, dan sekarang akan memberikan dasar yang baik untuk kembali menjawab pertanyaan awal kita tentang geometri patahan aktif pada patahan Seattle dan patahan lain di bagian barat Washington,” kata Anderson.
Referensi: “Struktur dalam Siletzia di Dataran Rendah Puget: Penggambaran platform tersumbat dan sabuk dorong akresi dengan medan potensial” oleh ML Anderson, RJ Blakely, RE Wells, dan JD Dragovich, 6 Feb 2024, Tectonics.
DOI: 10.1029/2022TC007720
+ There are no comments
Add yours